РАСЧЕТ ПРОЧНОСТИ СТЕНЫ ПОДВАЛЬНОГО ПОМЕЩЕНИЯ

Расчет стен подвальных помещений из крупноразмерных бетонных блоков по прочности и устойчивости необходимо выполнять в соответствии с требованиями СНиП II-22-81 /6/ и пособия /7/.

Основные положения по расчету включают следующее.

Стена подвала рассчитывается как балка с двумя неподвижными шарнирными опорами (рис.4.1). При наличии бетонного пола расчетная высота стен подвала принимается равной расстоянию в свету между перекрытиями подвала и поверхностью пола. При отсутствии бетонного пола расчетная высота принимается равной расстоянию от нижней поверхности перекрытия до подошвы фундамента.

При толщине стены подвала меньшей, чем толщина стены первого этажа, следует учитывать случайный эксцентриситет, равный 4,0 см, который должен суммироваться с эксцентриситетом от равнодействующей продольных сил. Толщина стены первого этажа не должна превышать толщину фундаментной стены более чем на 20 см (свес в каждую сторону не более 10 см).

Наружные стены подвалов должны быть рассчитаны с учетом бокового давления грунта и нагрузки, находящейся на поверхности земли. Временную нормативную нагрузку q на поверхности земли заменяют добавочным эквивалентом слоем грунта высотой h_red.

h_{red =} q / g¢_{n ,} (4.1)

где g¢_n -нормативная плотность грунта засыпки, g¢_n = g_n▪0,95. При расчете фундаментной стены по прочности удельное сцепление грунта засыпки принимается равным нулю.

Расчет выполняется по первой группе предельных состояний с использованием расчетных значений усилий и характеристик грунта.

Эпюра бокового давления грунта на 1 м стены подвала представляет собой трапецию с верхней и нижней ординатами q1 и q₂.

q1 = g f1▪g¢_n ▪ h_red ▪ tg² (45° - φ¢I / 2)

, (4.2)

q₂ = g f2▪g¢_n ▪ ₍ g f1 /g f2 ▪ h_{red +} H₂ ) ▪ tg² (45° - φ¢I / 2)

где g f1,g f2 - коэффициента надежности для нагрузки на поверхно­сти земли и плотности грунта засыпки,

g f1 = 1,20; g f2 = 1,15;

Н2 - высота эпюры давления грунта;

φ¢I-расчетный угол внутреннего трения грунта засыпки,

φ¢I = φ▪ 0,9/1,15

Момент в сечении X стены подвала от бокового давления грунта определится по формуле:

Mx = 1/6 { H2² / H1 ▪ (2q1 + q2) ▪x – [3q1 + ( q2 -- q1) ▪ ( x – H1 +H2 / H2) ]▪

X - расстояние от верха стены подвала до рассматриваемого горизонтального сечения.

Изгибающие моменты от бокового давления грунта вычисляют в сечениях, расположенных на расстоянии 0,4H1 и 0,6H1 от верха надподвального перекрытия.

Внецентренно приложенная нагрузка от вышележащих этажей и надподвального перекрытия создает изгибающие моменты в стене подвала, которые суммируются с моментами от бокового давления грунта.

Рисунок 4.1 Определение усилий в стене подвала

Расчетом на внецентренное сжатие проверяют сечение стены, в котором момент имеет максимальное значение.

Если ось вышележащей стены совпадает с осью стены подвала, то нагрузка от вышележащих этажей считается приложенной центрально.

Расчет внецентренно сжатой стены подвала, выполненной из бетонных блоков, следует производить по формуле:

N ≤ mg▪φı▪R▪gc▪Ac▪w , (4.4)

где N - расчетная продольная сила;

mg -коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки и определяемый по формуле (16) /6/. (В курсовом проекте можно принять равным 1,0);

А_с -площадь сжатой части сечения стены;

Ac = A ▪ (1- 2eo /h) (4.5) φ 1 = (φ + φс)/2(4.6)

В формулах (4.4), (4.5), (4.6):

R - расчетное сопротивление кладки сжатию, принимаемое по табл.4 /6/. Выборка из таблицы СНиП II-22-81 приведена в табл.4.1.

gc – коэффициента условий работы кладки. Для кладки из крупных блоков из тяжелого бетона принимается равным 1,1;

А – площадь сечения элемента;

h - толщина стены подвала;

ео – эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения;

φ –коэффициент продольного изгиба для всего сечения в плоскости действия изгибающего момента, определяемый в зависимости от отношения λ_{h =} H₁ / h и упругой характеристики кладки. Выборка из таблицы СНиП II-22-81 для кладки из крупноразмерных бетонных блоков приведена в табл.4.2.;

φc – коэффициент продольного изгиба для сжатой части сечения, принимаемый по табл.4.2. в зависимости от отношения;

λ_{hс =} H₁ / hс(здесь hc= h — 2eo);

w - коэффициент, определяемый по формуле

w=1+eo / h ≤ 1,45. (4.7)

Если ось внутренней подвальной стены совпадает с осью вышележащей стены, и толщина стены первого этажа на превышает толщину стены подвала, то расчет прочности фундаментной стены выполняется по формуле:

N≤mg▪φ▪R▪gc▪A, (4.8)